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近年来,信号处理的理论与方法获得了迅速发展。事实证明,信号处理是推动众学科发展的一个重要基石。独立分量分析方法(Independent Component Analysis,ICA)虽然是信号处理领域发展较晚的一种理论与方法,但是已经迅速成为该领域的重要组成部分,且其发展逐渐趋向成熟化与系统化。在实际的工程应用中,ICA方法在语音识别、无线通信、生物医学信号处理、图像处理中存在潜在的处理优势,尤其是通过该方法实现的盲信号分离引起了通信学界广泛的关注。
本文首先简要说明了ICA方法的研究背景和意义,介绍了ICA的理论基础和模型,给出了ICA方法的基本目标函数和经典的优化算法,详细地论述了ICA的原理及实现过程。针对现有算法不足,分别提出了两种改进算法:一方面,基于累积量的思想,提出了联合三阶、四阶累积量的改进算法,其特点是目标函数简单直观。通过仿真实验证明,改进的优化算法优化了源信号的分离性能。另一方面,从固定点(Fix-Point)算法的角度,引入调节因子,提出了基于FastICA的双重改进算法,其特点是算法更加易于使用,并且具有非常快的收敛速度,通过比较得到:算法执行时使用的内存空间较少,提高了算法的效率。
本文还研究了应用ICA方法对源信号进行分离后,独立分量的排序问题。采用互相关性作为“不独立性”的一个测度,来决定独立分量重新排列的次序,进而给出了一种有效的重排序算法。通过仿真实验,验证了算法的有效性。
独立分量分析的方法在许多应用领域都得到了广泛的重视,尤其是在无线通信、语音识别和图像增强等方面。本文对如何把独立分量分析的方法应用于无线通信的码分多址(CDMA)系统中的问题进行了研究。码分多址(CDMA)因为具有突出的优点而被确定为第三代移动通信系统(3G)的主要接入方式,故其在未来的应用领域是广泛的。本文主要对CDMA的三种数掘进行了处理,从而体现ICA方法的优良性能,验证了ICA方法在无线通信方面的实用性。